JP2632514B2 - セラミックス超電導体の製造方法 - Google Patents
セラミックス超電導体の製造方法Info
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- JP2632514B2 JP2632514B2 JP62159694A JP15969487A JP2632514B2 JP 2632514 B2 JP2632514 B2 JP 2632514B2 JP 62159694 A JP62159694 A JP 62159694A JP 15969487 A JP15969487 A JP 15969487A JP 2632514 B2 JP2632514 B2 JP 2632514B2
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- ceramic superconductor
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は溶液状の混合原料からセラミックス超電導体
を製造する方法に関する。
を製造する方法に関する。
［従来の技術］ 最近、高臨界温度を有するセラミックス系の超電導体
が発見されたことにより、電力貯蔵、デバイスその他あ
らゆる強・弱電気を利用する分野への応用研究が活発に
進められている。
が発見されたことにより、電力貯蔵、デバイスその他あ
らゆる強・弱電気を利用する分野への応用研究が活発に
進められている。
そのようなセラミックス系超電導体は、II A族元素の
炭酸塩、III A族元素酸化物および酸化銅たとえばBaC
O3、Y2O3およびCuOの各粉末を所定量配合して混合原料
とし、これを仮焼し、粉砕し、成形し、焼結したのちア
ニール処理することによって製造されることが知られて
いる。
炭酸塩、III A族元素酸化物および酸化銅たとえばBaC
O3、Y2O3およびCuOの各粉末を所定量配合して混合原料
とし、これを仮焼し、粉砕し、成形し、焼結したのちア
ニール処理することによって製造されることが知られて
いる。
［発明が解決しようとする問題点］ 超電導体は線材、テープ等に加工しコイルにして各種
の電磁機器に利用することが考えられている。その場
合、実用上必要な磁速密度を得るためには少なくとも10
0A/cm2以上の電流が流せられる超電導体でなければなら
ない。
の電磁機器に利用することが考えられている。その場
合、実用上必要な磁速密度を得るためには少なくとも10
0A/cm2以上の電流が流せられる超電導体でなければなら
ない。
しかしながら、従来の製造方法でつくられたセラミッ
クス超電導体の臨界電流値（以下Jcと記す）は温度77K
においてせいぜい数十A/cm2程度と低く実験材料として
使用できる程度のものであった。
クス超電導体の臨界電流値（以下Jcと記す）は温度77K
においてせいぜい数十A/cm2程度と低く実験材料として
使用できる程度のものであった。
［問題を解決するための手段］ そこで本発明者らは従来法の欠点が原料の処理方法に
起因すると予測して研究した結果原料を溶解させて混合
溶液とし、これを急速乾燥して得た混合原料を焼結して
つくった焼結体はJcが飛躍的に向上することを知見し
て、以下に述べる本発明を完成させた。
起因すると予測して研究した結果原料を溶解させて混合
溶液とし、これを急速乾燥して得た混合原料を焼結して
つくった焼結体はJcが飛躍的に向上することを知見し
て、以下に述べる本発明を完成させた。
すなわち、本発明は周期律表のII A族元素化合物およ
びIII A族元素化合物並びに銅化合物からなる原料を所
定の割合に配合した混合原料を仮焼し、成形し、焼結し
てつくるセラミックス超電導体の製造方法において、上
記各原料を溶媒に溶解させた混合溶液を急速乾燥して得
た乾燥混合原料を仮焼してセラミックス超電導体を製造
する方法を要旨とするものである。
びIII A族元素化合物並びに銅化合物からなる原料を所
定の割合に配合した混合原料を仮焼し、成形し、焼結し
てつくるセラミックス超電導体の製造方法において、上
記各原料を溶媒に溶解させた混合溶液を急速乾燥して得
た乾燥混合原料を仮焼してセラミックス超電導体を製造
する方法を要旨とするものである。
以下本発明を詳細に説明する。
本発明は原料化合物の全ていったん溶液にして混合す
るため、該化合物は溶媒に可溶なものでなければならな
い。
るため、該化合物は溶媒に可溶なものでなければならな
い。
前記化合物としては一つには酢酸塩、硝酸塩、塩化
物、アルコキシド等、もう一つには酸化物、水酸化物、
炭酸塩など、使用する溶媒によってグループ分けでき
る。
物、アルコキシド等、もう一つには酸化物、水酸化物、
炭酸塩など、使用する溶媒によってグループ分けでき
る。
前者のグループに属する原料化合物を採用したときに
用いる溶媒は、水およびアルコールである。アルコール
にはエタノール、メタノール、イソプロパノール等があ
る。後者の場合には酸類、たとえば塩酸、硝酸等が挙げ
られる。
用いる溶媒は、水およびアルコールである。アルコール
にはエタノール、メタノール、イソプロパノール等があ
る。後者の場合には酸類、たとえば塩酸、硝酸等が挙げ
られる。
上記各原料化合物を溶媒に溶解させて混合溶液をつく
る方法は慣用の方法にしたがえばよく、たとえば、所望
の元素比になるようにII A族元素化合物、III A族元素
化合物、銅化合物を配合したものに溶媒を加えて溶かし
てもよく、また各原料化合物個々に溶媒を添加し、溶解
させて各溶液をつくったのち、それら溶液を所望の元素
比になるように混合溶液としてもよい。但し、前記化合
物全てが硝酸塩である混合溶液、または前記化合物全て
を溶媒を硝酸のみとして溶解した混合溶液は除く。
る方法は慣用の方法にしたがえばよく、たとえば、所望
の元素比になるようにII A族元素化合物、III A族元素
化合物、銅化合物を配合したものに溶媒を加えて溶かし
てもよく、また各原料化合物個々に溶媒を添加し、溶解
させて各溶液をつくったのち、それら溶液を所望の元素
比になるように混合溶液としてもよい。但し、前記化合
物全てが硝酸塩である混合溶液、または前記化合物全て
を溶媒を硝酸のみとして溶解した混合溶液は除く。
得られた混合溶液は、乾燥して揮発成分を蒸発させ、
前記化合物を析出させて混合原料をつくる。この場合、
本発明はそれを急速に行うことが肝要である。
前記化合物を析出させて混合原料をつくる。この場合、
本発明はそれを急速に行うことが肝要である。
乾燥は、急速できれば瞬時に行うのがよく、たとえば
90℃以上に保持した雰囲気中に混合溶液を霧状にして導
入する方法あるいは該雰囲気中に混合溶液をキャリアガ
スで霧状にして導入する方法等いわゆる噴霧乾燥法が好
ましい。
90℃以上に保持した雰囲気中に混合溶液を霧状にして導
入する方法あるいは該雰囲気中に混合溶液をキャリアガ
スで霧状にして導入する方法等いわゆる噴霧乾燥法が好
ましい。
このようにすることにより、生成された乾燥混合粉末
の粒子それぞれが各元素の割合にあった化合物を含有
し、かつ各元素を含む化合物は相互に密接した状態で存
在する。
の粒子それぞれが各元素の割合にあった化合物を含有
し、かつ各元素を含む化合物は相互に密接した状態で存
在する。
上記の乾燥を除々に行うと生成した粒子に含まれる各
元素の割合が一定せず、前述した従来法の場合と同様、
不均一組成の粒子ができる。したがってその乾燥原料粉
末を焼結した場合、Jcがあまり向上しないので好ましく
ない。
元素の割合が一定せず、前述した従来法の場合と同様、
不均一組成の粒子ができる。したがってその乾燥原料粉
末を焼結した場合、Jcがあまり向上しないので好ましく
ない。
以上の乾燥法によって製造された乾燥混合原料は慣用
の方法によってセラミックス超電導体が製造される。
の方法によってセラミックス超電導体が製造される。
具体的には前記混合原料を500〜800℃で仮焼し、得た
仮焼物を不純物が混入しないように粉砕したのち、所望
の形状に成形する。
仮焼物を不純物が混入しないように粉砕したのち、所望
の形状に成形する。
得られた成形体を大気下または富酸素雰囲気下、700
〜1000℃、電気炉等で焼成したのち、一旦冷却し、次い
で300〜700℃でアニール処理することにより、高Jcのセ
ラミックス超電導体が製造される。
〜1000℃、電気炉等で焼成したのち、一旦冷却し、次い
で300〜700℃でアニール処理することにより、高Jcのセ
ラミックス超電導体が製造される。
［作用］ 本発明を実施して得たセラミックス焼結体がなぜ高い
Jcを示すかについては詳細でないが次のように推測され
る。
Jcを示すかについては詳細でないが次のように推測され
る。
すなわち、従来法で調整された混合原料はII A族元素
化合物、III A族元素化合物および銅化合物の各粒子が
独立して存在する。このような混合原料を仮焼し、粉砕
したとき、粉砕物全体は所定の元素比を構成している
が、粉砕物個々の粒子を構成する元素比は大きくばらつ
いている。たとえばある粒子は所定の元素比であるが、
ある粒子はII A族元素を主にし、ある粒子III A族元素
と銅に片寄ったりしている。そのため上記粉砕物を成形
し、焼結したさい焼結体の局部では、組成の違いが原因
して焼結粒子が異常成長したりして前述したように平均
粒径を大きくし、また密度を低くして、低Jcであったも
のと思われる。
化合物、III A族元素化合物および銅化合物の各粒子が
独立して存在する。このような混合原料を仮焼し、粉砕
したとき、粉砕物全体は所定の元素比を構成している
が、粉砕物個々の粒子を構成する元素比は大きくばらつ
いている。たとえばある粒子は所定の元素比であるが、
ある粒子はII A族元素を主にし、ある粒子III A族元素
と銅に片寄ったりしている。そのため上記粉砕物を成形
し、焼結したさい焼結体の局部では、組成の違いが原因
して焼結粒子が異常成長したりして前述したように平均
粒径を大きくし、また密度を低くして、低Jcであったも
のと思われる。
これに対し、本発明は所定の割合に調整された元素比
からなる混合溶液を急速に乾燥するため、各元素が独立
して析出する間がなく、もとの元素比を維持した状態で
析出するため、製造された乾燥混合原料の粒子それぞれ
が所定の元素比を有している。そのような該混合原料を
仮焼して得た仮焼物もまた所定の元素比のまま焼結され
るため、粒子の異常成長もなく比較的粒径も小さく、か
つ緻密質となり高いJcを示すものと推定される。
からなる混合溶液を急速に乾燥するため、各元素が独立
して析出する間がなく、もとの元素比を維持した状態で
析出するため、製造された乾燥混合原料の粒子それぞれ
が所定の元素比を有している。そのような該混合原料を
仮焼して得た仮焼物もまた所定の元素比のまま焼結され
るため、粒子の異常成長もなく比較的粒径も小さく、か
つ緻密質となり高いJcを示すものと推定される。
［実施例］ 下記の方法でBa−Ｙ−Cu−Ｏ系セラミックス超電導体
を製造した。
を製造した。
II A族元素化合物として酢酸バリウム（Ba（CH3COO）
２）38.3gおよび銅化合物として酢酸銅（Cu（CH3COO）
２・H2O）49.9gを純水1lに溶解させて溶液Ａをつくっ
た。
２）38.3gおよび銅化合物として酢酸銅（Cu（CH3COO）
２・H2O）49.9gを純水1lに溶解させて溶液Ａをつくっ
た。
一方、III A族元素化合物として酸化イットリウム（Y
2O3）11.3gを硝酸溶液（濃硝酸40mlと純水150mlとの混
合液）に溶解させて、溶液Ｂ（硝酸イットリウム溶液）
をつくった。
2O3）11.3gを硝酸溶液（濃硝酸40mlと純水150mlとの混
合液）に溶解させて、溶液Ｂ（硝酸イットリウム溶液）
をつくった。
溶液Ａ、Ｂをまぜて混合溶液とした。
その混合溶液を200℃のスプレードライヤーに20ml/mi
nの割合で噴霧しながら導入し、乾燥混合原料を得た。
nの割合で噴霧しながら導入し、乾燥混合原料を得た。
得られた混合原料を富酸素雰囲気下で600℃、５時間
仮焼したのち放冷した。
仮焼したのち放冷した。
仮焼物はアセトンを用いて樹脂製ボールミルで湿式粉
砕し、乾燥させた。その仮焼物を350kgf/cm2で加圧成形
したのち、さらに1tf/cm2の圧力で静水圧プレスして厚
さ2mm、直径18.5mmの成形体をつくった。
砕し、乾燥させた。その仮焼物を350kgf/cm2で加圧成形
したのち、さらに1tf/cm2の圧力で静水圧プレスして厚
さ2mm、直径18.5mmの成形体をつくった。
得られた成形体を電気炉で富酸素雰囲気下、800℃５
時間焼結したのち、80℃／時の降温度速度で室温まで冷
却して、Ba−Ｙ−Cu−Ｏ系焼結体を得た。
時間焼結したのち、80℃／時の降温度速度で室温まで冷
却して、Ba−Ｙ−Cu−Ｏ系焼結体を得た。
この焼結体の表面を研摩し、エッチングしたのち、SE
Mで測定した平均粒径を測定したところ2.1μｍであっ
た。密度は6.31g/cm3であった。
Mで測定した平均粒径を測定したところ2.1μｍであっ
た。密度は6.31g/cm3であった。
また、この焼結体を四端子法で臨界温度を測定して、
95.5Kで超電導になることを確認したのち、引続き温度
を下げて77KにおけるJcを測定した結果、130A/cm2であ
った。
95.5Kで超電導になることを確認したのち、引続き温度
を下げて77KにおけるJcを測定した結果、130A/cm2であ
った。
この結果、本発明のJcは従来法でつくった超電導体に
比し、著しく向上していることが判明した。
比し、著しく向上していることが判明した。
［発明の結果］ 本発明は原料溶液を急速乾燥してしくった混合原料か
らセラミックス超電導体を製造する方法であり、得られ
た該超電導体のJcは、従来法で製造したそれに比し、格
段に高く工業的利用の道が開けた。
らセラミックス超電導体を製造する方法であり、得られ
た該超電導体のJcは、従来法で製造したそれに比し、格
段に高く工業的利用の道が開けた。
さらに、本発明のセラミックス超電導体は組成も均一
であり、異常に大きな粒径を含まないので品質上も信頼
のおけるものである。
であり、異常に大きな粒径を含まないので品質上も信頼
のおけるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−310707（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−297260（ＪＰ，Ａ) ＪＡＰＡＮＥＳＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＡＰＰＬＩＥＤ ＰＨＹＳＩＣＳ 26［５］（1987−５）ＬＬ．606−607
Claims (2)
- 【請求項１】周期律表のII A属元素化合物及びIII A属
元素化合物並びに銅化合物の混合原料を仮焼し、粉砕
し、焼結してつくるセラミックス超電導体の製造方法に
おいて、前記化合物の１種以上が酢酸塩、塩化物、アル
コキシドであり、もしくは前記化合物の１種または２種
が硝酸塩であり、それら化合物を水またはアルコールで
溶解した混合溶液を、あるいは前記化合物が酸化物、水
酸化物、炭酸塩であり、それら化合物の１種以上を酢
酸、塩酸で溶解した、もしくはそれら化合物の１種また
は２種を硝酸で溶解した混合溶液を急速乾燥して得た混
合原料を用いることを特徴とするセラミックス超電導体
の製造方法 - 【請求項２】前記急速乾燥が噴霧乾燥であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62159694A JP2632514B2 (ja) | 1987-06-29 | 1987-06-29 | セラミックス超電導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62159694A JP2632514B2 (ja) | 1987-06-29 | 1987-06-29 | セラミックス超電導体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS645946A JPS645946A (en) | 1989-01-10 |
| JP2632514B2 true JP2632514B2 (ja) | 1997-07-23 |
Family
ID=15699274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62159694A Expired - Lifetime JP2632514B2 (ja) | 1987-06-29 | 1987-06-29 | セラミックス超電導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2632514B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2622117B2 (ja) * | 1987-07-17 | 1997-06-18 | 日本電信電話株式会社 | 超伝導体の製造方法 |
| FR2620864B1 (fr) * | 1987-09-18 | 1990-04-20 | Rhone Poulenc Chimie | Materiaux supraconducteurs et leur procede de preparation |
| JP2021075408A (ja) * | 2019-11-05 | 2021-05-20 | セイコーエプソン株式会社 | 固体組成物および機能性セラミックスの製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63297260A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-05 | Teikoku Kako Kk | 超電導材料の製造方法 |
| JPS63310707A (ja) * | 1987-06-12 | 1988-12-19 | Fujikura Ltd | 酸化物超電導粉末の製造方法 |
-
1987
- 1987-06-29 JP JP62159694A patent/JP2632514B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＪＡＰＡＮＥＳＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＡＰＰＬＩＥＤ ＰＨＹＳＩＣＳ２６［５］（１９８７−５）ＬＬ．６０６−６０７ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS645946A (en) | 1989-01-10 |
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